第9章 单片机应用系统设计及举例
精品课件-单片机应用技术(第三版)刘守义-第9章
第9章 单片机系统扩展
程序如下：
ORG 0000H
MOV SCON，#00H
；设串行口方
式0
CONT： MOV R2，#07H ；设置循环次数
MOV A，#0FEH
NEXT： ACALL COM
；传送右8位灯数据
ACALL COM
；传送左8位灯数据
ACALL DELAY
RL A
DJNZ R2，NEXT
第9章 单片机系统扩展
CE ：直接接地。由于系统中只扩展了一个程序存储器芯片， 因此，2732的片选端 直C接E接地，表示2732一直被选中。若同
时扩展多片，则需通过译码器来完成片选工作。
OE ：接8031的读选通信号 PSEN端。在访问片外程序存储
器时，只要 PSE端N出现负脉冲，即可从2732中读出程序。 (6) 扩展程序存储器地址范围的确定。单片机扩展存储器的
(3) 芯片说明： ① 74LS373。74LS373是带三态缓冲输出的8D锁存器， 由于在单片机的三总线结构中，数据线与地址线的低8位共用 P0口，因此必须用地址锁存器将地址信号和数据信号区分开。 74LS373的锁存控制端G直接与单片机的锁存控制信号ALE相连， 在ALE的下降沿锁存低8位地址。
LP1： LP2：
JBC SJMP MOV MOV DJNZ RET
END
TF1，LP2 LP1 TH1，#3CH TL1，#0B0H R3，LP1
；查询计数溢出 ；未到50 ms继续计数 ；重新置定时器初值
；未到1 s继续循环
；返回主程序
第9章 单片机系统扩展
5．实训总结和分析 (1) 本实训参考程序的功能是通过串行口对片外8位并行输 出串行移位寄存器74LS164写入数据，然后再逐一送输出端口控 制发光二极管，使8个发光二极管依次点亮。如采用实训4和实 训5的方法实现16个发光二极管的循环显示，则需占用单片机的 16位I/O端口资源，而采用串行口的I/O扩展，则只需2位I/O端 口资源。由此可见，在实时性要求不高的场合，采用这种串行 口的I/O扩展法，可有效地减少单片机I/O端口的资源开销。
新第9章 单片机系统开发实例
第9章单片机系统开发实例本章先介绍了常用外部设备：显示器与键盘。
然后按微机系统开发的步骤阐述了智能电子钟的开发，并给出全部软件和硬件设计。
9.1常用外部设备9.1.1 八段显示器LEDLED（Light Emitting Diode）即发光二极管。
八个发光二极管组成的显示器是单片机应用产品中最常用的廉价输出设备。
它由八个发光二极管按一定的规律排列而成。
当某一个发光二极管导通时，相应的一个点或一笔画被点亮，控制若干二极管的导通，就能显示出各种字符。
1. 显示器的结构LED发光二极管常用的八段显示器的结构如图9-1所示：发光二极管的阳极连在一起的称为共阳极显示器，阴极连在一起的称为共阴极显示器。
L个显示器由八个发光二极管组成，其中七个发光二极管a~g控制七个笔画（段）的亮或暗，另一个控制一个小数点的亮和暗。
这种笔画式的七段显示器能显示的字形较少，字形的形状有些失真，但控制简单，使用方便。
图9-1 八段发光显示器的结构LED工作原理：LED正向偏置，则导通(发光)；反向偏置，则截止(熄灭)。
对于共阳极八段LED，其COM端为1时，才可能显示字形。
而对于共阴极八段LED，其COM端为0时，才可能显示字形。
送到a～Dp端的数码称为段选择码，又称字形码。
它的存在决定八段LED显示的字形。
当发光二极管各段与数据线D7～D0的连接如图9-1时，八段LED显示字型编码如表9-1所示。
2．显示器的工作方式和显示程序设计（1）静态显示方式。
所谓静态显示，就是当显示器显示某一个字形时，相应的发光二极管恒定地导通或截止。
例如让a、b、c、d、e、f导通，g、·截止，八段LED显示字形“0”。
这种显示方式的每一个八段显示器需要一个8位输出接口控制。
作为MCS-51串行口方式0输出的应用，我们可以在串行口上扩展多片串行输入并行输出的移位寄存器74LS164作为静态显示器接口。
图5-9给出了8位静态显示器的接口逻辑。
单片机课件第9章应用系统配置及接口技术
WZD0： PUSH PSW ；保护现场 PUSH A CLR EX0 ；关中断INT0 JNB P3.2，WZD01 ；再次确认是INT0中断吗 SETB EX0 ；不是，则恢复现场退出中断 POP A POP PSW RETI WZD01： MOV A，#01H ；置S1键的键值为1 MOV P1，#0FEH ；扫描P1.0 CALL QDDYS1 ；去抖动 JNB P3.2，KEYR1 ；是S1键则转移 INC A ；不是S1键，键值加1 MOV P1，#0FDH ；扫描P1.1，以下同P1.0类似 CALL ODDYS1 ；以下同P1.0类似（略） JNB P3.2，KEYR1 INC A MOV P1，#0FBH CALL QDDYS1 JNB P3.2，KEYR1 INC A MOV P1，#0F7H
第9章 应用系统配置及接口技术
教学目标
► 掌握A/D转换器的工作方式 ► 掌握单片机控制A/D转换器接口应用
► 掌握D/A转换器的工作方式
► 掌握单片机控制D/A转换器接口应用
教学内容
► 9.1
► 9.3
人机通道配置与接口技术 ► 9.2 前向通道中的Ａ／Ｄ转换器及接口技术
系统后向通道配置及接口技术 ► 9.4 思考题与习题
；转主程序 ；转外中断0程序 ；转外中断1程序
BEGIM： ORG 0100H MOV SP，60H ；设置堆栈 MOV R1，#00H ；R1存放键值 SETB IT1 ；设INT0、INT1为边沿触发 SETB IT0 SETB EA ；开中断 SETB EX0 SETB EX1
┇ 键值处理程序（略） 其它主程序（略
2. LED显示器接口及显示方式
► LED显示器有静态显示和动态显示两种方式。
第9章 单片机应用系统开发技术
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单片机原理及应用
第9章 单片机应用系统开发技术 2.单片机开发系统的功能 2.单片机开发系统的功能 ⑴ 在线仿真功能 在线仿真器简称ICE（In Circuit Emulator），是由一 系列硬件组成的单片机开发装置。 ① 仿真功能 在线仿真时，开发系统应能将在线仿真器 中的单片机完整地出借给目标系统，不占用目标系统单片机 的任何资源。 ② 模拟功能 在开发目标系统的过程中，单片机的开发 系统允许用户使用它内部的RAM存储器和I/O来替代目标系统 中的ROM程序存储器、RAM数据存储器和I/O，使用户在目标系 统样机还未完全配置好以前，便可以借用开发系统提供的资 源进行软件的开发。 5
单片机原理及应用
第9章 单片机应用系统开发技术
图9-1 单片机系统研制过程框图 16
单片机原理及应用
第9章 单片机应用系统开发技术 2．硬件设计 硬件和软件是单片机控制系统的两个重要方面，硬件是 基础，软件是关键，但两者又是可以相互转化的。硬件设计 时，应考虑留有充分余量，电路设计力求正确无误，因为在 系统调试中不易修改硬件结构。 ⑴ 设计硬件原理图 ⑵ 程序存储器 ⑶ 数据存储器和I/O接口 数据存储器的设计原则是：在存储容量满足的前提下， 尽可能减少存储芯片的数量。建议使用大容量的RAM芯片， 以减少存储器芯片数目，使译码电路简单，但应避免盲目地 扩大存储容量。 17
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单片机原理及应用
第9章 单片机应用系统开发技术 2．开发工具的主要作用 单片机开发系统与一般的通用计算机系统相比，在硬件 上增加了目标系统在线仿真器、编程器，所提供的软件除计 算机系统一般的操作系统外，还增加了汇编、反汇编和调试 程序等。其主要作用是： ① 对系统硬件电路诊断、检查； ② 应用程序的输入和修改； ③ 程序调试、单步运行、设置断点运行，各寄存器状态 查询； ④ 将程序固化到ROM中去。
单片机第9章 应用系统配置及接口技术内容全.
• 如果按键较多，常用软件方法去抖动，即检测出键闭合后执行 一个延时程序，产生5～10 ms的延时；让前沿抖动消失后，再 一次检测键的状态，如果仍保持闭合状态电平，则确认为真正 有键按下。当检测到按键释放后，也要给5～10 ms的延时，待 后沿抖动消失后，才能转入该键的处理程序。
1. 键盘结构
• 键盘可以分为独立连接式和行列式(矩阵式)两类，每一类按其译码方法又 都可分为编码及非编码两种类型。这里只介绍非编码键盘。
JNB ACC.3，P3F；3号键按下转P3键按下转P4F标号地址
JNB ACC.5，P5F；5号键按下转P5F标号地址
JNB ACC.6，P6F；6号键按下转P6F标号地址
JNB ACC.7，P7F；7号键按下转P7F标号地址
LJMP START；无键按下返回
KEY1：JNZ KEY1；按键未释放，等待 LCALL D10ms；释放，延时去抖动 MOV A，B；取键值送A JB ACC.0，PKEY1；K1按下转PKEY1 JB ACC.1，PKEY2；K2按下转PKEY2 JB ACC.2，PKEY3；K3按下转PKEY3 JB ACC.3，PKEY4；K4按下转PKEY4 EKEY：RET PKEY1：LCALL K1；K1命令处理程序
图9－1 系统前向、后向人机通道配置框图
9.1 人机通道配置与接口技术
• 单片机应用系统通常都需要进行人机对话。这包 括人对应用系统的状态干预与数据输入，还有应 用系统向人显示运行状态与运行结果等。如键盘、 显示器就是用来完成人机对话活动的人机通道。
新第9章 单片机系统开发实例
第9章单片机系统开发实例本章先介绍了常用外部设备：显示器和键盘。
然后按微机系统开发的步骤阐述了智能电子钟的开发，并给出全部软件和硬件设计。
9.1常用外部设备9.1.1 八段显示器LEDLED（Light Emitting Diode）即发光二极管。
八个发光二极管组成的显示器是单片机使用产品中最常用的廉价输出设备。
它由八个发光二极管按一定的规律排列而成。
当某一个发光二极管导通时，相应的一个点或一笔画被点亮，控制若干二极管的导通，就能显示出各种字符。
1. 显示器的结构LED发光二极管常用的八段显示器的结构如图9-1所示：发光二极管的阳极连在一起的称为共阳极显示器，阴极连在一起的称为共阴极显示器。
L个显示器由八个发光二极管组成，其中七个发光二极管a~g控制七个笔画（段）的亮或暗，另一个控制一个小数点的亮和暗。
这种笔画式的七段显示器能显示的字形较少，字形的形状有些失真，但控制简单，使用方便。
图9-1 八段发光显示器的结构LED工作原理：LED正向偏置，则导通(发光)；反向偏置，则截止(熄灭)。
对于共阳极八段LED，其COM端为1时，才可能显示字形。
而对于共阴极八段LED，其COM端为0时，才可能显示字形。
送到a～Dp端的数码称为段选择码，又称字形码。
它的存在决定八段LED显示的字形。
当发光二极管各段和数据线D7～D0的连接如图9-1时，八段LED显示字型编码如表9-1所示。
显示字符共阳极共阴极显示字符共阳极共阴极0 C0H 3FH C C6H 39H1 F9H 06H D A1H 5EH2 A4H 5BH E 86H 79H3 B0H 4FH F 8EH 71H4 99H 66H P 8CH 73H5 92H 6DH U C1H 3EH6 82H 7DH R CEH 31H7 F8H 07H Y 91H 6EH8 80H 7FH 亮00H FFH9 90H 6FH 灭FFH 00HA 88H 77H H 89H 76HB 83H 7CH L C7H 38H2．显示器的工作方式和显示程序设计（1）静态显示方式。
单片机原理与应用设计[张毅刚等编著][电子教案]第9章
![单片机原理与应用设计[张毅刚等编著][电子教案]第9章](https://img.taocdn.com/s3/m/bc757edaa58da0116c17495e.png)
基本功能为： （1）具有两个8位端口（A、B）和两个4位端口（C的上半部 分和下半部分）。
（2）任一个端口都可以设定为输入或输出，各端口的输入、 输出可构成16种组合。
（3）数据输出锁存，输入不锁存。 例9-3 假设82C55的控制字寄存器地址为FF7FH，则令A口和 C口的高4位工作在方式0输出， B口和C口的低4位工 作于方式0输入，初始化程序： MOV MOV DPTR，#0FF7FH A，#83H ；控制字寄存器地址送DPTR ；方式控制字83H送A ；83H送控制字寄存器
2. C口按位置位/复位控制字
可对C口8位中的任一位置“1”或清“0”。用于位控。
图9-4
例9-2
控制字07H写入控制口，置“1” PC3；
控制字08H写入控制口，清“0” PC4。
9.2.3
82C55的三种工作方式
1.方式0 基本的输入/输出方式。 89C51可对82C55进行数据的无条件传送 例如:从口线读入一组开关状态，向端口输出数字量，控制 一组指示灯的亮、灭。不需要联络信号， 外设的I/O数据可在82C55的各端口得到锁存和缓冲
表9-1
A1 A0 RD* WR*
82C55端口工作状态选择
CS* 工作状态
0
0 1
0
1 0
0
0 0
1
1 1
0
0 0
读端口A：A口数据→数据总线 读端口B：B口数据→数据总线 读端口C：C口数据→数据总线 写端口A：总线数据→A口 写端口B：总线数据→B口 写端口C：总线数据→C口 写控制字：总线数据→控制字寄 存器
如何实现I/O接口的扩展。Intel公司的配套可编程I/O接口
芯片的种类齐全，为扩展I/O接口提供了很大的方便。
第9章 单片机应用系统开发的一般方法
单片机应用系统开发的一般方法单片机应用系统是为完成某项任务而研制开发的用户系统，虽然每个系统都有很强的针对性，结构和功能各异，但其开发过程和方法大致相同。
这里介绍单片机应用系统开发的一般方法和步骤.1.确定任务单片机应用系统的开发过程由确定系统的功能与性能指标开始。
首先要细致分析、研究实际问题，明确各项任务与要求，综合考虑系统的先进性、可靠性、可维护性以及成本、经济效益，拟订出合理可行的技术性能指标。
2.总体设计在对应用系统进行总体设计时，应根据应用系统提出的各项技术性能指标，拟订出性价比最高的一套方案。
总体设计最重要的问题包括以下三个方面：（1）机型选择根据系统的功能目标、复杂程度、可靠性要求、精度和速度要求来选择性能/价格比合理的单片机机型。
目前单片机种类、机型多，有8位、16位、32位机等，片内的集成度各不相同，有的机型在片内集成了WDT、PWM、串行EEPROM 、A/D、比较器等多种功能以及提供UART、I2C、SPI协议的串行接口，最大工作频率也从早期的0~12MHz增至33~40MHz。
在进行机型选择时应考虑：①所选机型性能应符合系统总体要求，且留有余地，以备后期更新。
②开发方便，具有良好的开发工具和开发环境。
③市场货源（包括外部扩展器件）在较长时间内充分。
④设计人员对机型的开发技术熟悉，以利缩短研制周期。
（2）系统配置选定机型后，再选择系统中要用到的其他外围元器件，如传感器、执行器件、人机接口、存储器等。
整个系统中的相关器件要尽可能做到性能匹配，例如，选用晶振频率较高时，存储器的存取时间就短，应选择存取速度较快的芯片；选择CMOS型单片机构成低功耗系统时，系统中的所有芯片都应该选择低功耗产品。
如果系统中相关器件性能差异很大，系统综合性能将降低，甚至不能正常工作。
（3）软硬件分工在总体方案设计过程中，对软件和硬件进行分工是一个首要的环节。
原则上，能够由软件来完成的任务就尽可能用软件来实现，以降低硬件成本，简化硬件结构，提高可靠性，但是可能会降低系统的工作速度。